随着气象行业发展与工程技术的进步, 为进一步提升气象站地面观测的精度与准确性, 我国各省份已陆续开始安装、应用新型自动气象站, 其新型自动站仪器高精确度、高稳定性与易于维护的优势特点, 为优化气象部门观测水平与维护成本带来极大帮助, 且其设备还具有远程监控的特性, 便于气象业务人员对其设备做实时监测。新型自动站的技术优越性, 为气象部门有效观测当地气象情况提供助力;同时, 需要其气象部门对其进行合理、科学的应用, 以充分发挥新型自动站的功能作用, 延长其使用期限。因此, 以湖南醴陵气象局所使用的DZZ6新型自动站为研究出发点, 对其应用体会与具体应用方法做详细的探究分析。
1 醴陵市气象局新型自动气象站建设基本情况
2015年醴陵市气象局观测场按照新的《地面气象观测场规范化图册》要求, 在8月完成整体升级改造, 9月完成新型自动站安装调试。观测场地网在改造前经检测为16.0Ω, 设备存在巨大的雷击安全隐患。但为了优化资源, 观测场地网改造需与台站综合改造同时进行, 时间上与观测场的升级改造稍有落后。通过3个月试运行后, 2016年元旦, 新设备正式投入使用。此批新型自动站是天津中环天仪DZZ6型产品, 要素为温度、湿度、气压、风向风速、雨量、地温和能见度, 地面气象测报工作的自动化进一步提高。在一年使用过程中, 醴陵气象局遇到过诸多问题, 得到了如设备的雷击故障判别与日常维护的一些经验, 现把它们记录下来, 供大家讨论与交流。
2 新型自动气象站的具体应用分析
2.1 设备雷击后的故障判别与维护
存在巨大雷击安全隐患的醴陵气象局观测场, 4月9日上午没有得到幸免, 在一声巨雷之后新型自动站出现温湿度、地温数据缺测。设备出现故障后, 醴陵市气象局即刻组织技术力量检查设备故障, 并随即启用了备份站, 虽然新型自动站维护过程长达5 d, 但对醴陵市气象局的数据通讯率与数据可用性影响不大[1]。受检测设备限制, 我们从各设备的防雷板开始检查, 判断故障点。
第一, 用万用表打到蜂鸣档测试主采集器防雷板上温湿度和地温共用接口上下端口, 听到蜂鸣声, 得出主采集器防雷板信号传输正常, 故排除主采集器防雷模块损坏的可能。
第二, 此批中环天仪DZZ6型自动站采用了温湿度和地温共用CAN通讯端口进入主采的技术, 出现温湿度和地温同时采集不到数据, 故障有如下几种可能:一是温湿度分采损坏;二是地温分采损坏;三是可能温湿度和地温同时损坏;四是主采集器损坏。
第三, 检查温湿度采集器:拧开温湿度采集器盒子找到供电和信号端口, 用万用表调到直流20 V档, 分别测试温度或湿度接收端口, 测得电压为12 V左右, 属于正常范围, 判断温湿度采集器也未损坏。
第四, 检查地温采集器:首先观察到信号灯呈有规律的闪烁, 然后用万用表打到200Ω档, 测试2~3个地温传感信号和供电电阻, 测得电阻值110Ω左右, 属于正常值, 判断地温采集器也未损坏。
第五, 地温分采和温湿分采是否损坏对另一个造成干扰的测试:拔出温湿 (地温) 进入采集器的航空插头测试地温 (温湿) 是否正常, 测试后地温 (温湿) 均没采集到数据。
第六, 为了保险起见, 维护人员更换了温湿度和地温分采, 软件仍然没有采集到温湿度和地温数据。
第七, 通过前面的一系列测试, 我们判断主采集器遭受雷击是导致故障的原因, 更换主采集器后数据采集终于恢复正常。
2.2 新型自动站的日常维护工作
日常维护是确保新型自动站运转正常与延长使用期限的重要手段, 其工作主要是在定期与不定期检查系统计算机显示数据是否正常、检测设备电缆是否有损坏或老化问题、检验设备各连接部件是否衔接稳固牢靠、检查设备防雷装置设备能否正常运作等[2]。其日常维护还涉及对各新型自动站具体部件的维护工作如下。
2.2.1 温湿度传感器的日常维护
由于温湿度传感器均为高精度传感仪器, 因此在检查中应避免对其设备造成的磕碰摇动, 防止对设备敏感元件的损伤。同时, 在检查温度传感器时应注意确保设备探头的清洁, 避免灰尘的渗入。而对湿敏电容传感器的检修工作, 因其设备顶端设有保护性过滤网, 检查中应及时清洗避免尘埃污染过滤网, 若过滤网污染问题严重则应做及时更换;同时, 因湿敏电容传感器的高精度特性, 检查中应注意不用手做直接接触, 减少对设备感应能力的影响。
2.2.2 地温数据的日常维护
在日常工作中, 地温的不正常记录较多, 醴陵市气象局业务人员会根据地温的年际变化、日际变化规律, 处理不正常记录。判断数据是否正常后, 可用正点前后10 min记录代替、内插法、备份站数据代替处理, 提高正点数据的准确性与可用性。
3 经验与探讨
通过1 a的实践应用, 醴陵市气象局业务人员得到以下启示。
一是台站应尽量使观测场地网阻值符合自动气象站防雷技术规范要求 (电阻≤4.0Ω) [3]。二是虽然新型自动站在很大程度上减轻了地面气象工作的工作量, 但是在日常工作中仍然不能忽视备份站的对比观测, 特别在雷雨季节来临前, 新型自动站设备一旦被雷击, 故障判别困难, 恢复过程缓慢, 整合备份站资源, 备份站的数据可用性显得尤为重要, 若备份站日常维护良好, 可立即启用其作为正式记录, 不至于导致长时间数据缺测而影响台站的数据通讯率与可用性。三是在雷暴高发区要加强防雷设施, 屡次遭受雷击的站可以在主采集器和地温分采的CAN通讯端口前增加浪涌保护器 (即防雷板) , 加强设备的防雷保护。四是DZZ6新型自动气象站相比传统自动气象站, 存在诸多性能与应用上的优势, 醴陵气象局在对其设备使用中, 增强日常检查与维护力度, 对各类设备故障问题做到及时、高效的分析处理, 以充分发挥新型自动气象站的功能, 实现准确监测本地气象要素的目的。
摘要：以湖南省醴陵市气象局所安装的DZZ6新型自动气象站为切入点, 就其气象部门的应用实际体会与具体应用策略, 进行细致的探讨, 期望为有效发挥新型自动站的功用, 维护其设备的运行质量安全, 提供有益的参考。
关键词：新型自动站,醴陵市气象局,气象部门
参考文献
[1] 雷紫茜.地面新型自动站观测系统应用研究[J].农技服务, 2015, 32 (7) :138-139.
[2] 邓新超.新型自动气象站结构特点及安装注意事项[J].科技与创新, 2015 (9) :127.
[3] 黄思源, 刘钧主.新型自动气象站观测业务技术[M].北京:气象出版社, 2014.